CHƢƠNG 4 TÍNH TỐN THIẾT BỊ
5. Tính tốn thiết bị sấy phun
Khối lƣợng đƣa vào quá trình sấy (1 mẻ): msấy =
= 19831.25 (kg) với nồng độ chất khô là 30%.
Q trình sấy phun có bổ sung maltodextrin 1% cung cấp sự ổn định tốt nhất trong suốt thời gian sấy (35).
Lƣợng ẩm bay hơi khỏi vật liệu:
Độ ẩm vật liệu trƣớc khi sấy: x1 = 75%
Độ ẩm vật liệu sau khi sấy: x2 = 5%
Nhiệt độ tác nhân sấy đầu vào t1 = 120 ± 2°C, nhiệt độ tác nhân sấy đầu ra t2 = 84 ±2°C (35).
Tính tốn lựa chọn thiết bị sấy Đặt các ký hiệu:
L1 – lƣợng vật liệu đi vào máy sấy, kg hay kg/h. L2 – lƣợng vật liệu ra khỏi máy sấy, kg hay kg/h. x1, x2 – độ ẩm của vật liệu trƣớc và sau khi sấy. W – lƣợng ẩm cần tách trong quá trình sấy, kg Phƣơng trình cân bằng vật liệu chung:
L1 = L2 + W
Lƣợng vật liệu trƣớc khi sấy: L1 = msấy = 19831.25 (kg)
Lƣợng ẩm cần tách ra khỏi vật liệu:
W =
51
Thời gian lên men cho 1 mẻ là 48h (2 ngày) nên ta cho thời gian sấy tối đa là 1 ngày (trừ thời gian máy móc nghỉ) tsấy = 1 (ngày) = 24 (h).
Công suất bốc ẩm: W =
(kg ẩm/h)
Lựa chọn thiết bị
Tính tốn thơng số cho q trình sấy
Với to=35°C và 𝜑o= 80% (điều kiện nhiệt độ và hàm ẩm ở Tp.HCM)
Hình 14. Giản đồ Ramzin
Từ to=35°C và 𝜑o= 80%, tra giản đồ Ramzin ta đƣợc do = 0.029 (kg ẩm/kkk). Enthalpy của hỗn hợp khơng khí ẩm trƣớc khi vào caloriphe là:
Ho =
Trong đó:
ck = 1: nhiệt dung riêng của khơng khí khơ (kkk), kJ/kg.°C ro = 2493: enthalpy của hơi nƣớc ở 0°C, kJ/kg
52 Ch = 1.97: nhiệt dung riêng của hơi nƣớc, kJ/kg.°C
Ho = 109.3 (kJ/kg kkk)
Enthalpy của hỗn hợp khơng khí trƣớc khi vào buồng sấy t1 = 120°C, do = d1:
H1 =
(kJ/kg kkk)
Vì trong suốt q trình sấy enthalpy của khơng khí khơng đổi nên: H1 = H2 = 199.15 (kJ/kg kkk)
Với H2 là enthalpy của khơng khí sau khi sấy
Dựa vào cơng thức tính enthalpy ở nhiệt độ t2 = 84oC ta có:
H2 =
Hàm ẩm của khơng khí sau khi ra khỏi phịng sấy:
(kg ẩm/kg kkk)
Lƣợng khơng khí khơ cần để bốc hơi 1kg ẩm (khơng khí tiêu hao riêng) là:
l =
(kg kkk/kg ẩm bay hơi)
Lƣợng khơng khí khơ dành cho q trình sấy:
L = (kg kkk/h)
Nhiệt lƣợng riêng tiêu tốn cho quá trình sấy:
(kJ/kg ẩm)
Công suất tiêu thụ của quá trình sấy:
Q = (kW)
Thiết kế thiết bị sấy
Giả sử ta chọn thời gian lƣu của khí là 20s và mật độ dịng khí ra là 0.89 kg/m3 Kích thƣớc thiết bị
53
Lƣợng khơng khí tiêu hao trong quá trình sấy: L = 43492.3 (kg kkk/h) Ta có ρ1, ρ2 là khối lƣợng riêng của khơng khí ở nhiệt độ t1, t2
t1 = 84°C => ρ1 = 0.898 (kg/m3 ) t2 = 120°C => ρ2 = 0.986 (kg/m3 ) Thể tích khơng khí vào và ra khỏi thiết bị sấy:
V1 =
48432.41 (m3/h)
V2 =
44109.84 (m3/h)
Lƣu lƣợng khơng khí khơ chuyển động trong tháp sấy phun:
V = = 46271.125(m3/h)
Lƣu lƣợng khơng khí thực chuyển động trong tháp sấy bao gồm lƣợng khơng khí khơ và lƣợng hơi ẩm bốc hơi từ vật liệu sấy: ρh=1.296
( ) (
)
259.672 (m3/h)
Trong đó:
W: lƣợng ẩm bay hơi (kg/h)
τ : thời gian lƣu trong buồng sấy (h), t = 20 (s) =
(h) = 5,55 10-3 (h)
Cấu tạo buồng sấy chia làm 2 loại, gồm thân hình trụ và phần chóp nón là đáy, vậy thể tích thân thiết bị bằng: Thể tích khối nón ở đáy thế bị: Chọn h1= 1,5D, ta có tổng thể tích thiết bị bằng: Vt = Vttb + Vkn √
54
Chiều cao của buồng tỉ lệ gấp 1,5 lần so với đƣờng kính của thiết bị nên ta chọn chiều cao của buồng sấy là:
h1 = = 8.36 (m)
h2= = 4.83 (m)
Vậy chiều cao thiết bị là:
htb = h1 + h2 = 8.36+4.83 = 13.19 (m)
Để đáp ứng nhu cầu sản xuất, nhóm chọn thiết bị sấy phun LPG – 800
Hình 15. Thơng số Kỹ thuật của máy sấy phun LPG (Nguồn : http://saobaca.com/san-pham/may-say-dang-phun/ )